13. Примеры рисунков

Ниже представлен пример рисунка вкладыша КС ПАД с указанием характерных конфигураций поперечного сечения, возникающих при разгорании каналов. На поперечном сечении показаны четыре характерных состояния для случая семиканального вкладыша:

• Начальное состояние вкладыша в момент времени ноль. Поверхность горения равна ;

• Момент смыкания каналов между собой и с бронировкой по наружной поверхности. Поверхность горения равна . Недогоревшие части вкладыша между поверхностями каналов и между поверхностями каналов и бронировкой. К этому моменту времени запуск объекта из установки должен быть завершен;

• Части вкладыша между поверхностями вкладыша сгорели. Еще остались части вкладыша между поверхностями каналов и наружной бронировкой;

• В кладыш сгорел полностью. Поверхность горения равно нулю.

Случай одноканального вкладыша геометрически прост и не представляет интереса. Для вкладышей-моноблоков с числом каналов 19 и более выделяются аналогичные промежуточные состояния вкладыша. Для таких вариантов более сложную форму имеют части вкладыша между поверхностями каналов и наружной бронированной поверхностью.

П ример рисунка зависимости площади горящей поверхности вкладыша от толщины сгоревшего слоя до момента полного сгорания вкладыша.

Данный рисунок носит качественный характер. Пример приводится для указания соответствия характерных промежуточных состояний вкладыша и графика зависимости площади горящей поверхности вкладыша от толщины сгоревшего слоя от начального состояния до момента полного сгорания вкладыша.

2. Внутрибаллистический расчет параметров стартового сверхкритического пад

Цель работы – определение параметров сверхкритического ПАД, обеспечивающих подачу расчетной массы продуктов сгорания за определенное время (время запуска) при заданной величине максимального давления в КС, а так же проведение исследования влияния ряда факторов на функционирование ПАД.

Рассматривается независимая работа КС ПАД (без установки для запуска объекта).

Работа проводится с использованием программы «А4-BR» на основе результатов выполнения работы «Предварительный расчет параметров стартового сверхкритического ПАД».

2.1. Исходные данные

Все исходные данные, необходимые для выполнения работы, можно разделить на четыре группы:

• Размеры и характеристики КС ПАД и вкладыша, полученные в результате проведения предварительного расчета параметров стартового сверхкритического ПАД (индивидуальные данные варианта);

• Характеристики, зависящие от материала вкладыша, значения ряда коэффициентов и параметров интегрирования (являются одинаковыми для всех вариантов);

• Значения контролируемых параметров, полученные в результате проведения предварительного расчета;

• Данные для проведения исследования влияния факторов на параметры функционирования ПАД.

Используются следующие размеры и характеристики КС ПАД и вкладыша (при изложении материала численные значения берутся из примера предварительного расчета):

м – начальный радиус каналов вкладыша;

м – длина вкладыша;

– количество каналов;

м² – площадь критического сечения соплового блока КС;

м³ – начальный свободный объем камеры сгорания;

с – время запуска. Используется для ограничения расчета по времени.

Характеристики, зависящие от материала вкладыша, коэффициенты, параметры интегрирования:

кг/м³ – плотность материала вкладыша КС;

– показатель адиабаты продуктов сгорания вкладыша;

Дж/кг К – газовая постоянная ПС вкладыша;

К – температура горения материала вкладыша при постоянном давлении (изобарная температура горения);

– коэффициент расхода соплового блока КС;

– коэффициент, характеризующий тепловые потери в объеме КС;

– коэффициент, показывающий изменение скорости горения в зависимости от начальной температуры вкладыша;

Па – давление прорыва заглушки, избыточное по отношению к наружному;

В таблице с законами горения при выполнении работы задается только один степенной закон скорости горения: 2e+05 4e+05 1,7 0,5. Первые два числа – диапазон давлений [Па], далее – линейный множитель в законе скорости горения [мм/с] и показатель степени;

м – наружный радиус канала. При выполнении работы используется значение 0,1 м;

м – наружный радиус моноблока. При выполнении работы используется значение 0;

– признак выполнения вкладыша в виде моноблока. При выполнении работы используется значение 0;

– признак горения торцов вкладыша. При выполнении работы используется значение 0;

– признак горения наружной (наружных) поверхностей вкладыша. При выполнении работы используется значение 0;

– признак горения поверхностей каналов. При выполнении работы используется значение 1;

Па – величина начального давления в КС. При выполнении работы используется значение 20е+05 Па;

К – начальная температура газа в КС. При выполнении работы используется значение 1600 К.

Начальное давление и температура в КС обеспечиваются воспламенителем. В выполняемой работе к начальному моменту времени расчета:

• воспламенитель сгорел;

• основной вкладыш КС воспламенился.

Контролируемые параметры:

ат – конечное давление в КС (давление, достигаемое в КС к моменту времени, равному с). При выполнении работы необходимо обеспечить с точностью до ±10 ат;

кг – расчетная масса газа, которую надо подать из КС к моменту времени . Необходимо обеспечить с точностью до ±5%.

Данные для проведения исследовательской части работы приведены ниже в таблице.

N п/п	фактор	значения
1		0,925	0,975	1	1,025	1,075
2		–	-5%		+5%	–
3		–	-1 мм		+1 мм	–
4		–	- 0,5 мм		+0,5 мм	–

Рассматривается влияние : начальной температуры материала вкладыша (коэффициент тета), технологического разброса по скорости горения (линейный множитель в законе скорости горения ), технологического разброса при изготовлении вкладыша (длина вкладыша и начальный радиус каналов).